械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）門座起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)水平位移補(bǔ)償設(shè)計(jì)與優(yōu)化【全套圖紙】

1、前言門座起重機(jī)的介紹門座起重機(jī)是港口應(yīng)用最廣泛的起重設(shè)備。它對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，降低成本，提高裝卸質(zhì)量，加快中轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)港口機(jī)械化起著十分重要的作用。門座起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)通常由臂架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺(tái)與轉(zhuǎn)柱、人字架及門架組成。以門架的結(jié)構(gòu)型式為主標(biāo)志，門座起重機(jī)是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)起重機(jī)，裝在一個(gè)門形座架上，門座內(nèi)通過(guò)一條或數(shù)條鐵軌。門座起重機(jī)多用于港口或造船裝卸貨物之用。設(shè)計(jì)時(shí)采用了各種方法以達(dá)到臂架自重平衡與貨物水平位移，從而使變幅功率減至最少。全套圖紙，加153893706變幅機(jī)構(gòu)的類型變幅機(jī)構(gòu)按工作性質(zhì)分為非工作性變幅和工作性變幅；按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式分為運(yùn)行小車式變幅和臂架擺動(dòng)式變幅；按臂架變幅性能分為

2、普通臂架變幅和平衡臂架變幅。非工作性變幅機(jī)構(gòu)只在起重機(jī)空載時(shí)改變幅度，調(diào)整取物裝置的作業(yè)位置。其特點(diǎn)是變幅次數(shù)少，變幅時(shí)間對(duì)起重機(jī)生產(chǎn)效率影響小，一般采用較低的變幅速度。工作性變幅機(jī)構(gòu)用于帶載條件下變幅，變幅過(guò)程是起重機(jī)工作循環(huán)的主要環(huán)節(jié)的情況。變幅時(shí)間對(duì)起重機(jī)的生產(chǎn)率有直接影響，一般采用較高的變幅速度(吊具水平位移速度為)。為降低驅(qū)動(dòng)功率，改善操作性能，工作性變幅機(jī)構(gòu)常采用多種方法實(shí)現(xiàn)吊重水平位移和臂架自重平衡。運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)用于水平臂架的起重機(jī)，依靠小車沿臂架玄桿運(yùn)行以改變起重機(jī)幅度。運(yùn)行小車有自行式和繩索牽引式兩種。繩索牽引式小車自重較輕，可減小整機(jī)結(jié)構(gòu)自重，應(yīng)用廣泛。臂架擺動(dòng)式變幅

3、機(jī)構(gòu)是通過(guò)臂架在垂直平面內(nèi)繞其鉸軸擺動(dòng)改變幅度。伸縮臂式起重機(jī)臂架既可擺動(dòng)，也可伸縮，既能增加起升高度，也能改變起重機(jī)幅度。普通臂架變幅機(jī)構(gòu)變幅時(shí)會(huì)同時(shí)引起臂架重心和物品重心升降，耗費(fèi)額外驅(qū)動(dòng)功率，適用于非工作性變幅，在偶爾帶載變幅時(shí)也可應(yīng)用。平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)采用各種補(bǔ)償方法和臂架平衡系統(tǒng)，使變幅過(guò)程中物品重心沿水平線或近似水平線移動(dòng)，臂架及其平衡系統(tǒng)的合成重心高度基本吧 變，從而節(jié)省驅(qū)動(dòng)功率，適用于工作性變幅。平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)平衡臂架（工作性）變幅機(jī)構(gòu)按載重水平移動(dòng)型式的不同可歸納為繩索補(bǔ)償型和組合臂架型。繩索補(bǔ)償型的特點(diǎn)是物品在變幅過(guò)程中引起的升降依靠起升繩繞繩系統(tǒng)及時(shí)放出或收進(jìn)一定長(zhǎng)度的

4、起升繩來(lái)補(bǔ)償，從而使物品在變幅過(guò)程中沿水平線或接近水平線的軌跡移動(dòng)。繩索補(bǔ)償型有多種方案，常用的補(bǔ)償滑輪組和補(bǔ)償滑輪兩種。補(bǔ)償滑輪組圖1補(bǔ)償滑輪組工作原理圖圖（1）表示利用補(bǔ)償滑輪組使物品水平變幅的工作原理，它的特點(diǎn)是在起升繩系統(tǒng)中增加一個(gè)補(bǔ)償滑輪組，當(dāng)臂架從位置到位置時(shí)，物品和取物裝置一方面隨著臂架端點(diǎn)升高而升高，另一方面又由于補(bǔ)償滑輪組長(zhǎng)度縮短，放出鋼絲繩，增加懸掛長(zhǎng)度而下降。如果在變幅過(guò)程中各個(gè)位置上，由于臂架端點(diǎn)上升而引起的物品升高值大致等于因補(bǔ)償滑輪組縮短而引起的物品下降值，則物品將近似水平線移動(dòng)。采用滑輪組補(bǔ)償時(shí)，實(shí)現(xiàn)水平變幅應(yīng)滿足的條件 （1）式中 起升滑輪組的倍率（通常）; 補(bǔ)

5、償滑輪組的倍率（通常）。這種補(bǔ)償法的主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，臂架受力情況比較有利，容易獲得較小的幅度。缺點(diǎn)是起升繩的長(zhǎng)度大磨損快，小幅度時(shí)物品擺動(dòng)角度大，用于大起重量起重機(jī)有一定困難?；诖诉x擇：起升滑輪組的倍率 補(bǔ)償滑輪組的倍率 1變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)形式與基本參數(shù)的確定1.1驅(qū)動(dòng)型式與安全裝置的選擇變幅機(jī)構(gòu)可直接作用于臂架，也可作用于對(duì)重杠桿或補(bǔ)償滑輪杠桿等。臂架裝置和變幅機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能做到變幅速度均勻，選用齒條變幅機(jī)構(gòu)型式如圖1.1所示。臂架直接由齒條推動(dòng)，齒條由與之嚙合的小齒輪驅(qū)動(dòng)，齒條擱在滾輪上并被夾在擺動(dòng)的導(dǎo)向架里移動(dòng)。大尺寸的齒條常做成針齒條的形式，其制造和維修簡(jiǎn)單，普通齒條則嚙合間隙小，對(duì)緩

6、和動(dòng)力載荷有好處。為達(dá)到緊湊，驅(qū)動(dòng)小齒輪的齒數(shù)應(yīng)盡量取得小。查相關(guān)文獻(xiàn)以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)最后取驅(qū)動(dòng)輪的模數(shù)為：，齒數(shù)，有效長(zhǎng)度為：。圖1.1齒條變幅機(jī)構(gòu)為了減緩變幅起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的沖擊，并消除振動(dòng)。此外，變幅機(jī)構(gòu)承受的載荷其符號(hào)常是改變的，這些載荷是由物品擺動(dòng)、變幅時(shí)物品產(chǎn)生加速度、起重機(jī)旋轉(zhuǎn)離心力、風(fēng)力作用、物品及自重未平衡力矩等所引起，為適應(yīng)載荷的變化特性，常在機(jī)構(gòu)與臂架之間的連接構(gòu)件上裝設(shè)彈簧或橡膠的緩沖與減振裝置。1.2補(bǔ)償滑輪組定滑輪夾套位置的確定根據(jù)工作需要和構(gòu)造布置確定臂架長(zhǎng)度，最大幅度，最小幅度，臂架鉸點(diǎn)，起升滑輪組倍率和補(bǔ)償滑輪組倍率。在幅度為，臂架對(duì)水平線的夾角宜??；時(shí)，臂架對(duì)水平

7、線的夾角宜取為。用圖解法確定補(bǔ)償滑輪組定滑輪夾套的裝設(shè)位置（圖1.2中a點(diǎn)）。以一定比例先作出兩個(gè)臂架的位置和，這兩個(gè)位置一選擇離和的距離各為時(shí)較為合適。在臂架端點(diǎn)以一定比例作出物品自重載荷和補(bǔ)償滑輪組對(duì)臂架的作用力，使他們的合力、通過(guò)臂架鉸點(diǎn)。由此，找出在圖示、位置上，補(bǔ)償滑輪組應(yīng)有的軸線a和a，兩者的交點(diǎn)就是所求的補(bǔ)償點(diǎn)a的位置。一般a點(diǎn)的位置大約在點(diǎn)的上方稍偏前的地方。1.2 補(bǔ)償點(diǎn)a的圖解確定所設(shè)計(jì)的變幅機(jī)構(gòu)為帶額頭的變幅機(jī)構(gòu)，但根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)可以以同樣的作圖法取類似計(jì)算。作圖法（見(jiàn)手工3#圖紙）得到的初步計(jì)算結(jié)果為：的高度為，離回轉(zhuǎn)中心距離為經(jīng)校驗(yàn)此高度合適。（最優(yōu)結(jié)果為matlab

8、軟件優(yōu)化后所得，在此取近似計(jì)算不會(huì)影響設(shè)計(jì)的精度。）2變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1正常工作時(shí)的變幅力圖2.1為普通臂架鋼絲繩滑輪組變幅機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。圖2.1普通臂架鋼絲繩滑輪組變幅機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖門座起重機(jī)是帶載變幅的，帶載變幅不是起重機(jī)正常工作循環(huán)的組成環(huán)節(jié)，但實(shí)際作業(yè)中，帶載變幅有時(shí)是難于避免的。因此，在計(jì)算普通閉架的變幅力時(shí)，應(yīng)該考慮帶載變幅的情況。正常工作時(shí)的變幅力（變幅滑輪組拉力）一般以變幅和回轉(zhuǎn)兩機(jī)構(gòu)同時(shí)工作，機(jī)構(gòu)均作穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的工況計(jì)算。按正常工作時(shí)的 變幅力確定機(jī)構(gòu)功率。查文獻(xiàn)1公式（264） （21）式中 變幅滑輪組拉力； 物品和吊具重力；臂架自重；作用在臂架重心處的風(fēng)力； 變幅滑輪組中

9、心線至鉸點(diǎn)o的垂直距離；起升滑輪組拉力至鉸點(diǎn)o的 垂直距離；轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)速度（）；幅度；臂架仰角；吊重鋼絲繩的偏擺角，一般取。功率計(jì)算時(shí)， 。 （22）取查文獻(xiàn)1，公式（4712） （23）式中 回轉(zhuǎn)速度； 制動(dòng)時(shí)間； 梁重心力回轉(zhuǎn)重心距離查文獻(xiàn)1，取， 取 則 2.2最大變幅力的計(jì)算按最大變幅力驗(yàn)算機(jī)構(gòu)零件。最大變幅力按下列幾種情況計(jì)算。最大變幅力可能在穩(wěn)定回轉(zhuǎn)時(shí)起升物品、變幅機(jī)構(gòu)帶載啟動(dòng)、臂架安裝時(shí)產(chǎn)生。2.2.1穩(wěn)定回轉(zhuǎn)時(shí)起升物品；查文獻(xiàn)1公式（265） （24）式中 起升載荷動(dòng)載系數(shù)，2.22按變幅機(jī)構(gòu)帶載啟動(dòng)時(shí)的變幅力查文獻(xiàn)1公式（266） （25）式中 動(dòng)載系數(shù)，；取2.2.3臂架安裝

10、時(shí)，從地面拉起臂架，此時(shí)最大變幅力為：查文獻(xiàn)1公式（267） （26）式中 1.2考慮臂架慣性和 其他超載因素； 臂架與變幅滑輪組中心線之間的夾角。 經(jīng)計(jì)算得最大變幅力在穩(wěn)定回轉(zhuǎn)物品時(shí)產(chǎn)生為 3變幅機(jī)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算3.1鋼絲繩的選擇根據(jù)鋼絲繩的特性與種類對(duì)鋼絲繩進(jìn)行初選?？紤]到工作強(qiáng)度及工作環(huán)境對(duì)鋼絲繩的要求必須是強(qiáng)度高、韌性好、耐磨損、防腐蝕、反復(fù)彎曲和扭轉(zhuǎn)的次數(shù)較多。因?yàn)榫€接觸繩在同樣破斷拉力的情況下選用線接觸繩，可以采用較小的直徑，相應(yīng)地可采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸得以減小，故選用線接觸繩。線接觸繩有以下幾種外粗型、粗細(xì)型和填充型。根據(jù)這幾種繩的優(yōu)缺點(diǎn)選用粗細(xì)型又稱瓦林

11、吞型（型）,外層采用粗細(xì)兩種鋼絲，粗鋼絲位于內(nèi)層鋼絲的溝槽中，細(xì)鋼絲位于粗鋼絲之間，斷面充填系數(shù)較高，撓性好，承載力大。由于門座起重機(jī)在港口工作露天、潮濕很容易受到腐蝕所以表面選用鍍鋅處理?？紤]到鋼絲繩在滑輪組中多次卷?yè)?，所以繩芯選用有機(jī)芯，有潤(rùn)滑作用。查文獻(xiàn)1公式（268） （31）式中 取（25）（26）（27）中最大值； 變幅滑輪組倍率； 導(dǎo)向滑輪效率； 變幅滑輪組效率。 按及鋼絲繩選擇系數(shù)c確定變幅鋼絲繩直徑。c值間文獻(xiàn)1第三章表（312）.變幅機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為式中 按鋼絲繩選擇系數(shù)選擇鋼絲繩直徑。查文獻(xiàn)1公式（313） （32）式中 所選鋼絲繩整繩的破斷拉力； 鋼絲繩最大靜拉力（）；

12、安全系數(shù)，按表（312）；選 查文獻(xiàn)2，表（819）最小鋼絲繩破斷拉力總和=鋼絲繩最小破斷拉力 即 （33）選定鋼絲繩型號(hào)為：3.2卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算卷筒組是起升機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。常用卷筒組類型有齒輪聯(lián)接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。齒輪聯(lián)接盤式卷筒組為封閉式傳動(dòng)，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是檢修時(shí)需沿軸向外移動(dòng)卷筒。周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動(dòng)速比大、轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合，一般為開(kāi)式傳動(dòng)，卷筒軸只承受彎矩?；诖诉x者周邊大齒輪式卷筒。根據(jù)鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)吧同分為單層和多層卷筒，根據(jù)鋼絲繩卷入卷筒的情況分為單聯(lián)卷筒（一根鋼絲分支

13、繞入卷筒）和雙聯(lián)卷筒。（兩根鋼絲分支繞入卷筒）。單聯(lián)卷筒可以單層繞和多層繞雙聯(lián)卷筒一般為但層繞。多層卷筒可以減小卷筒長(zhǎng)度但磨損較快，在工作級(jí)別以上的機(jī)構(gòu)不適合用。基于此卷筒方案如下圖3.2所示。3.2.1卷筒布置方案： 圖3.2卷筒方案圖查相關(guān)文獻(xiàn)選取圖3.2示卷筒布置方案變幅卷筒卷繞量由變幅滑輪組動(dòng)滑輪與定滑輪之間的距離的變化量決定,見(jiàn)圖1.根據(jù)文獻(xiàn)1公式（2610） (34)式中 變幅滑輪組定滑輪中心與臂架鉸點(diǎn)之間的垂直距離； 變幅滑輪組定滑輪中心與臂架鉸點(diǎn)之間的水平距離。從最大幅度到最小幅度時(shí)（仰角變到），卷筒繞繩量為：根據(jù)文獻(xiàn)1公式（2611） （35）式中，可由，代入式（2610）求

14、得 3.2.2變幅鋼絲繩的繞入速度查文獻(xiàn)1公式（2613） （36）式中 由最大幅度到最小幅度的變幅時(shí)間。 （37） 3.2.3變幅卷筒尺寸的確定 查文獻(xiàn)1表（331） 卷筒名義直徑： （38）式中 卷筒的名義直徑（卷筒的槽底直徑） 鋼絲繩直徑 卷筒直徑比，查文獻(xiàn)1表（332）選取 查文獻(xiàn)2以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 取 繩槽半徑 取 繩槽深 取 繩槽節(jié)距 取 卷筒上由螺旋部分長(zhǎng)度 （39）式中 起升高度 取 卷筒的長(zhǎng)度為： （310）無(wú)繩槽卷筒端部尺寸，由結(jié)構(gòu)需要決定固定鋼絲繩所需長(zhǎng)度取卷筒壁厚卷筒材料的選用q235鋼卷筒彎扭圖見(jiàn)圖3.3圖3.3卷筒彎扭圖3.2.4 卷筒強(qiáng)度的校核查文獻(xiàn)2當(dāng)時(shí)需對(duì)壓，彎曲

15、和扭應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。對(duì)壓應(yīng)力校核： （311）式中 卷筒的壓應(yīng)力； 鋼絲繩最大拉力（n）； 應(yīng)力減小系數(shù)，一般?。?許用壓應(yīng)力，鑄鋼； 鑄鋼屈服點(diǎn)。查文獻(xiàn)4表（71） 卷筒符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。3.2.5校核彎曲應(yīng)力根據(jù)文獻(xiàn)4公式（817） （312）式中 由鋼絲繩拉力引起的最大彎矩； 卷筒的抗彎截面模數(shù)； （313）式中 許用抗壓應(yīng)力，對(duì)鋼??； （314） = 符合彎曲應(yīng)力強(qiáng)度要求。3.2.6 卷筒的抗壓穩(wěn)定性計(jì)算 當(dāng)卷筒的直徑，長(zhǎng)度時(shí)，尤其對(duì)于鋼板焊接的大尺寸薄壁卷筒進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。 查文獻(xiàn)4公式（8.18） （315）式中 失去穩(wěn)定時(shí)臨界壓力對(duì)鋼卷筒 卷筒壁單位壓力 抗壓穩(wěn)定性符合設(shè)計(jì)要求。3

16、.3滑輪的設(shè)計(jì)滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑輪組，達(dá)到省力或增速的目的。當(dāng)滑輪直徑時(shí)通常做實(shí)體結(jié)構(gòu)，當(dāng)滑輪直徑時(shí)由輪緣、帶肋板的輪幅和輪轂焊接而成?；喌闹饕叽缡腔喼睆健⑤嗇瀸挾群屠K槽尺寸。鑄造滑輪尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，軋制華輪也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。滑輪尺寸按鋼絲繩直徑選取。查文獻(xiàn)1工作滑輪直徑 （316）式中 按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪直徑； 鋼絲繩直徑； 輪繩直徑比系數(shù)，與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)。查文獻(xiàn)1表（321）查取查相關(guān)文獻(xiàn)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)最后取滑輪斷面尺寸查文獻(xiàn)2 ，選取13.5-2 jb/t9005.1-1999斷面圖見(jiàn)圖3.2相關(guān)數(shù)據(jù)為：，上下偏差等級(jí)

17、分別為+0.40和+0.80圖3.2 滑輪繩槽斷面尺寸 4變幅機(jī)構(gòu)電器設(shè)備的選擇4.1變幅機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇按機(jī)構(gòu)靜功率p和接電持續(xù)率jc%選擇電動(dòng)機(jī)。普通臂架滑輪組式變幅機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率。電動(dòng)機(jī)的靜功率為：查文獻(xiàn)1公式（2614） (41)式中 正常工作時(shí)變幅滑輪組的變幅力； 變幅鋼絲繩的速度； 變幅滑輪組的傳動(dòng)效率。 查相關(guān)文獻(xiàn)取查文獻(xiàn)3接電持續(xù)率的系數(shù)取0.7即電動(dòng)機(jī)功率為： (42)由于y系列電動(dòng)機(jī)為全封閉自扇冷式籠型三箱異步電動(dòng)機(jī)，是按國(guó)際電工委員會(huì)（iec）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具國(guó)際互換性的特點(diǎn)。因此 查文獻(xiàn)3表（5113）選擇電動(dòng)機(jī)型 額定功率 額定轉(zhuǎn)速為4.2減速器的選擇起重機(jī)減速器載荷特

18、點(diǎn)是起重機(jī)的起升、運(yùn)行、回轉(zhuǎn)和電動(dòng)臂架機(jī)構(gòu)中都要使用減速器。各個(gè)機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)是周期性工作，承受間歇性載荷。起升機(jī)構(gòu)和電動(dòng)非平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)使用的減速器，齒輪單面受力。運(yùn)行機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速器是雙面受力，而且啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)的慣性力較大。安裝方式上橋式門式起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)多采用立式安裝的減速器。目前，國(guó)內(nèi)起重機(jī)使用較多的zq型（jzq型）和zsc。zq型減速器主要用于起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、和繩索牽引的小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。zsc型立式平行軸減速器主要用于起重機(jī)大、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。這類減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，齒輪相對(duì)兩側(cè)軸承為非對(duì)稱布置，載荷沿齒寬分布吧均勻，兩邊的軸承受力不等，材質(zhì)較差，承載能力低，壽命較

19、短，技術(shù)落后。但成本低，價(jià)格便宜，目前廣泛使用。根據(jù)設(shè)計(jì)需求以及從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)考慮我們選擇qjrs型。減速器的傳動(dòng)比 (43)式中 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速； 變幅機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速；查文獻(xiàn)4表（336），選取qjrs-d630-160-cw型減速器，其中心距為1080，傳動(dòng)比為156。4.3制動(dòng)器的選擇為保證起重機(jī)工作的安全和可靠，在變幅機(jī)構(gòu)中必須裝設(shè)制動(dòng)器，在其他機(jī)構(gòu)中視工作要求也要裝設(shè)制動(dòng)器。歸納起來(lái)，制動(dòng)器的主要作用：支持制動(dòng)，當(dāng)重物的起升和下降動(dòng)作完畢后，使重物保持不動(dòng)。停止制動(dòng)，消耗運(yùn)動(dòng)部分的動(dòng)能，使其減速直至停止。下降制動(dòng)，消耗下降重物的位能以調(diào)節(jié)重物下降速度。制動(dòng)器按工作狀態(tài)可分為：常閉式、常開(kāi)式、

20、綜合式。制動(dòng)器按其構(gòu)造形式可分為：塊式制動(dòng)器、帶式制動(dòng)器、盤式制動(dòng)器、特種型式制動(dòng)器、（棘輪制動(dòng)器、滾柱停止器等）。根據(jù)實(shí)際需要選取ywz型塊式制動(dòng)器。制動(dòng)力矩： （44）式中 最大變幅力換算到制動(dòng)器上的最大力矩，=321.78； 制動(dòng)器軸與卷筒軸的傳動(dòng)比； 卷筒計(jì)算直徑； 制動(dòng)安全系數(shù)，查文獻(xiàn)4公式（66），可得。將數(shù)據(jù)代入式（44）得 =1448查文獻(xiàn)1表（3-7-17）選ywz5-400/80型制動(dòng)器，制動(dòng)力矩為1250。5補(bǔ)償滑輪組系統(tǒng)的優(yōu)化5.1補(bǔ)償滑輪組系統(tǒng)工作原理臂架擺動(dòng)式變幅機(jī)構(gòu)是通過(guò)臂架在垂直平面內(nèi)繞其餃軸俯仰擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)變幅的。普通臂架變幅機(jī)構(gòu)變幅時(shí)會(huì)同時(shí)引起臂架重心和物品重心

21、升降，耗費(fèi)額外的驅(qū)動(dòng)功率，適用于非工作性變幅，在偶爾需要帶載變幅時(shí)也可應(yīng)用。平衡臂架變幅機(jī)構(gòu)采用各種吊重水平位移補(bǔ)償方法和臂架自重平衡系統(tǒng)，使變幅過(guò)程中物品重心沿水平線或近似水平線移動(dòng)，臂架及其平衡系統(tǒng)的合成重心高度基本不變，從而節(jié)省驅(qū)動(dòng)功率，適用于工作性變幅。圖5.1所示為起重機(jī)的變幅臂架平衡系統(tǒng)采用補(bǔ)償滑輪組方式，它的特點(diǎn)是在起升繩繞繩系統(tǒng)中增設(shè)一個(gè)補(bǔ)償滑輪組，如圖5.2所示，起升繩從卷筒繞出后，經(jīng)過(guò)導(dǎo)向滑輪d，再繞過(guò)滑輪組c，然后繞過(guò)滑輪組b，至吊鉤滑輪組，最后固定在臂架滑輪組f處。當(dāng)臂架從大幅度位置轉(zhuǎn)到小幅度位置時(shí)，物品一方面隨著臂架端點(diǎn)的升高而升高，另一方面又由于補(bǔ)償滑輪組長(zhǎng)度縮短，

22、放出鋼絲繩，增加懸掛長(zhǎng)度而下降。設(shè)計(jì)時(shí)要求端點(diǎn)a在變幅過(guò)程中盡可能沿著水平線的軌跡移動(dòng)，以達(dá)到減小變幅機(jī)構(gòu)功率的目的。主要技術(shù)參數(shù)：起重量q=45 t，臂架長(zhǎng)度l=34600 mm，補(bǔ)償繩滑輪組倍率和起升滑輪組倍率和分別為5與2；滑輪b的半徑=450 mm，滑輪f的半徑=355 mm；最大幅度=32000 mm，對(duì)應(yīng)幅度仰角=30.005；最小幅度=10000 mm，對(duì)應(yīng)幅度仰角=77.257；臂架下鉸點(diǎn)至起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心的水平距離f=1200 mm。5.2 補(bǔ)償滑輪組優(yōu)化設(shè)計(jì)模型圖5.1 補(bǔ)償滑輪組變幅裝置圖5.2 起升鋼絲繩卷繞系統(tǒng)5.2.1設(shè)計(jì)變量通過(guò)對(duì)變幅機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析可知，影響變幅機(jī)構(gòu)

23、a點(diǎn)軌跡、變幅力矩有變幅機(jī)構(gòu)幾何尺寸、幅度、臂架仰角、絞點(diǎn)位置以及載荷。以臂架下鉸點(diǎn)o作為坐標(biāo)原點(diǎn)，yoz為坐標(biāo)系。設(shè)計(jì)變量取為，見(jiàn)圖5.2。不難看出，如果已知d點(diǎn)坐標(biāo)（）、前顎長(zhǎng)、后顎長(zhǎng)、顎頭軸線與臂架軸線之間的夾角，臂架滑輪f至頭部連線距離及其與臂架軸線之間的夾角，則可求出任一幅度位置（即任一幅度仰角）時(shí)a點(diǎn)和c點(diǎn)的坐標(biāo)。5.2.2幾何分析對(duì)于任一幅度仰角，a點(diǎn)和c點(diǎn)的坐標(biāo)為： （51）則任一幅度仰角a的升高量為： (52)最大幅度時(shí)的dc距離為： (53)任一幅度仰角時(shí)的dc距離為： (54)在變幅過(guò)程中，起升滑輪組和補(bǔ)償滑輪組繞繩系統(tǒng)中的鋼絲繩長(zhǎng)度應(yīng)保持不變。則在該幅度（仰角）位置由于

24、放出鋼絲繩，相對(duì)最大幅度時(shí)貨物的下降距離為： (55)因此，貨物偏離水平軌跡的偏離量為： (56)另外，根據(jù)力的平衡條件，可得由貨重q引起的鋼絲繩拉力s，將q和s平行移至臂架端點(diǎn)，即可求得任意幅度位置的貨重不平衡力矩。 (57) (58)式中， 為dc連線與水平線之間的夾角，。設(shè)定順時(shí)針力矩為正，反之為負(fù)。顯然，在任一幅度位置力矩越趨近于零越好。5.2.3目標(biāo)函數(shù)在一般的補(bǔ)償滑輪組優(yōu)化中，常將水平軌跡最大偏差或貨重不平衡力矩的均方根值作為單一目標(biāo)來(lái)考慮的，本節(jié)先按第一種方式進(jìn)行。 使貨物在變幅過(guò)程中水平軌跡最大偏差f1最小 (59)趨于最小，表示貨物運(yùn)動(dòng)軌跡得水平性最好。5.2.4約束條件在變

25、幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，約束限制主要是按經(jīng)驗(yàn)、總體布置對(duì)設(shè)計(jì)變量確定取值范圍，即邊界約束，以保證其實(shí)用性。設(shè)計(jì)變量的邊界約束：-500500，900012500，12002000，8001500，4590，500900，045。優(yōu)化結(jié)果：x1=358; x2=11800; x3=1417; x4=1411; x5=90/180*pi; x6=814; x7=10/180*pi6總結(jié)在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這過(guò)程中我充分體驗(yàn)到畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的總要部分、是進(jìn)行科學(xué)教育、強(qiáng)化意識(shí)、進(jìn)行工程基本訓(xùn)練、提高工程實(shí)踐能力的重要培養(yǎng)階段。在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我首先學(xué)會(huì)了查閱資料，并且和同學(xué)們討論設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些問(wèn)題，學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作。在程賢福老師的指導(dǎo)下我學(xué)會(huì)了如何抓住設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，以及一些解決問(wèn)題的簡(jiǎn)單方法。從開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)